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、光速的测量与长度单位“米”的定义 真空中光速c不仅是重要的光学常数,也是整个物理学以及天文学中 几个最基本的普适常数之 对其数值的精确测定,无疑具有十分重大意 义的。光速的测量可以追溯几百年的历史,早成1679年天文家勒默从观察 木星的卫星蚀第一个测出光的速度。另一个天文学方法是1728年布喇德雷 用的光行差法。在地面上进行光束测定的工作直到十九世纪上半叶才开始, 特别值得提起的有斐索的齿轮法,傅科的旋转镜法和迈克耳孙的旋转棱镜 法。鉴于光速这一基本常数的重要性,对它的测量工作几十年来从未中断 在此期间方法不断改进,精确度不断提高 自从1958年绅鲁姆利用微波干涉仪法得到当时公认的光速值 c=2997925±01km/s以来,所有的光速精密测量均以公式c=v为基础,即 电磁波在真空中的传播速度等于其频率与相应真空波长之乘积。当时的不 确定度是3×10的7次方,其主要原因是使用的波长较长(4mm),因此 波长测量的准确度较低,衍射效应带来的误差也较大 激光器的出现把光速的测量推向一个新阶段。特别是饱和吸收技术的 采用,使我们可以得到频率的稳定性和复现性均十分优良的激光辐射,并 且由于波长可以比原来微波干涉仪法中用的小三个量级(微米量级),使 波长测量的准确度大为提高,甲烷稳定的339m氦氖光系统(He 5Ne:CH4)和碘稳定的63nm氨氖辐射波长的复现性高百倍以上,比现行 的“米”定义86Kr辐射波长的复现性高百倍以上,因此这不仅是光速的 则量问题了,重新改变“米”的定义问题提上议事日程。二、光速的测量与长度单位“米”的定义 真空中光速c不仅是重要的光学常数,也是整个物理学以及天文学中 几个最基本的普适常数之一,对其数值的精确测定,无疑具有十分重大意 义的。光速的测量可以追溯几百年的历史,早成1679年天文家勒默从观察 木星的卫星蚀第一个测出光的速度。另一个天文学方法是1728年布喇德雷 用的光行差法。在地面上进行光束测定的工作直到十九世纪上半叶才开始, 特别值得提起的有斐索的齿轮法,傅科的旋转镜法和迈克耳孙的旋转棱镜 法。鉴于光速这一基本常数的重要性,对它的测量工作几十年来从未中断, 在此期间方法不断改进,精确度不断提高。 自从1958年绅鲁姆利用微波干涉仪法得到当时公认的光速值 c=299792.5±0.1km/s以来,所有的光速精密测量均以公式c=λν为基础,即 电磁波在真空中的传播速度等于其频率与相应真空波长之乘积。当时的不 确定度是3×10的7次方,其主要原因是使用的波长较长(4mm),因此 波长测量的准确度较低,衍射效应带来的误差也较大。 激光器的出现把光速的测量推向一个新阶段。特别是饱和吸收技术的 采用,使我们可以得到频率的稳定性和复现性均十分优良的激光辐射,并 且由于波长可以比原来微波干涉仪法中用的小三个量级(微米量级),使 波长测量的准确度大为提高,甲烷稳定的3.39μm 氦氖光系统(He￾Ne:CH4)和碘稳定的633nm氦氖辐射波长的复现性高百倍以上,比现行 的“米”定义86Kr辐射波长的复现性高百倍以上,因此这不仅是光速的 测量问题了,重新改变“米”的定义问题提上议事日程
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